同时,大自然还给所有物种都下了“魔咒”:每个物种不能要多大就多大!如最高的树木桉树,没有超过160米的。
为什么所有地球生物都受制于这个“魔咒”呢科学家认为,陆地和海洋两个“生物金字塔”的差异本身,为我们提供了谜底:如大洋里的最大动物是蓝鲸,可以长到3l米,而陆地上的最大动物是大象,大的也只有10米,前者与后者的大小比例差不多是3∶1。再看看大洋和陆地的面积,它们之间的比例大约也是3∶1。生物的生存空间决定了生物的大小。
为什么生存空间大小有如此魔力科学家认为,对生物来说,真正发挥魔力的是生存资源总量的多少,而资源总量恰恰受制于生存空间。例如,森林、灌木和小草,各自占有自己的空间。动物也是如此,食肉动物和食草动物各有自己爱吃的食物,互不干扰。
许多生物的演化历史也能生动说明这个“魔咒”的魔力。
以恐龙为例,“魔咒”显灵恐怕是恐龙灭绝最有说服力的原因之一。据化石推断,当时最大的恐龙约有23米长,那时地球上的大陆都是连在一起的,是联合古陆,所以巨大的恐龙才有可能演化出来。到一亿多年前,地球板块运动导致大陆漂移,联合古陆四分五裂。大陆的规模变小了,于是“魔咒”发威,取消了恐龙的生存权。
和恐龙相比,蓝鲸就乖顺多了。大约6000万年以前,陆地上出现了一个哺乳动物家族,它们有四条腿、一条尾巴,全身覆盖着皮毛,胎生,四蹄类,现在的牛、马、羊、河马、老虎等都是它们的后裔。这类动物居住在水边,有时为了填饱肚子,不得不到水中找食物。它们渐渐学会了游泳,发现水下的食物要比陆地上多得多,干脆下到了海里――这就是最初的鲸类。从出土的化石看,最初的鲸比现在要小得多,后来才发育得愈来愈大,进化到今天的样子。这说明鲸类到了海洋后很快摆脱了陆地的“魔咒”限制,适应了海洋的“魔咒”。而某些蛋白质分子排列的90%与蓝鲸相同的河马,因为一直生活在陆地,始终没能摆脱陆地的“魔咒”限制,没能变大。
包括人类在内的地球生物,块头大小都是自然选择的结果,都无法摆脱“魔咒”的限制。燕子增大10倍,将再不能翔舞自如,老鼠增大10倍,从高楼上跌下来便不会安然无恙;假如真有童话中比一般人高大10倍的巨人,其体重将达到80吨,骨骼的截面积却只能增加100倍。这样的巨人会被自身体重压得举步维艰,甚至筋断骨折,哪里会有力气耕田、打猎呢
地球生物圈这个限制生物长大的“魔咒”至少给我们这样的启示:人类没有必要依靠非自然力使自己变得高大威猛,那样会使人类踏上不归路;人类应该保护而不是侵占地球生物应有的生存空间,否则会剥夺它们的生存权。限制因子:限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。主要有以下两个定律: A. Leibig最小因子定律:生物的生长取决于处在最小量食物的量;不少学者对此作了两补充:这一定律只适用于稳定状态;要考虑各生态因子之间的相互作用。 B. Shelford耐性定律:生物的生存与繁殖要依赖于某种综合环境因子的存在,只要其中一项因子的量(或质)不足或过多,超出了某种生物的耐性限度,则使该物种不能生存,甚至灭绝。应作几点补充:生物能够对一个因子耐受范围很广,而对另一个因子耐受范围很窄;对所有因子耐受范围很宽的生物一般分布较广;在一个因子处于不适状态时,对另一个因子耐受性会受影响;生物不同生长阶段对生态因子的耐受范围不同,繁殖往往是敏感期;生物实际并不是在某一特定环境因子最适范围内生活,可能有其它更重要的因子在起作用。最小因子定律:低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。
限制因子定律:因子处于最小量时,可以成为生物的限制因子,同样因子过量时,也可以成为生物的限制因子。
耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该生物衰退或不能生存。(不仅估计了环境因素,还估计了生物本身的耐受限度。)限制因子是指:生物的存在和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子(limiting factor),又称主导因子。
生存条件:生物的生存和发展取决于条件(能量、养分、水、污染物等)的综合,其中任何条件如果超过生物的耐受极限,就成为限制因子。同样的因子在这种情况下可能是限制性的,而在另一种情况下则可能是非限制性的,例如氧是任何动物必不可少的生存条件,但通常不成为陆地生物的限制因子,因为空气中的含氧量足够动物呼吸的需要。但在被有机物污染的河流中,氧常常被微生物分解而耗竭,造成鱼类的死亡,这时氧就是限制性的。所以在自然界中,一个物种的实际分布区域局限于对多种生态因子耐受范围的重叠部分。
主导因子:生物学范畴的主导因子是指生物体赖以生存的诸种生态因子中一二个对生物体的生长发育起关键性作用的因子。
举例和生存简介:如果诸因子的数量质量相当,而当一种因子变化可以引起生态关系的很大变化时,这种因子此时会起到主导因子的作用,如空气因子由微风变为暴风时会对植物生长带来很不利的影响。有时某一因子的存在与否或数量改变会使生物的生长发育发生明显变化,如植物春化阶段的低温因子、光周期现象中的日照长度等都起主导因子的作用。谷类作物小穗分化至抽穗期间对空气中SO2等污染物很敏感,这时的空气污染是决定谷物产量的主导因子。
生物圈的范围包括海平面以上约10000米至海平面以下10000米处,包括大气圈底部(可飞翔的鸟类、昆虫、细菌等),岩石圈的表面(是一切生物的“立足点”),水圈的全部(距离海平面150米内的水层)。
生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水、适宜的温度和一定的生存空间。但是,大部分生物都集中在地表以上100米到水下100米的大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈等圈层的交界处,这里是生物圈的核心。
基本结构
地球表层由大气圈、水圈和岩石圈构成,三圈中适于生物生存的范围就是生物圈。水圈中几乎到处都有生物,但主要集中于表层和浅水的底层。世界大洋最深处超过11000米,这里还能发现深海生物。限制生物在深海分布的主要因素有缺光、缺氧和随深度而增加的压力。
大气圈中生物主要集中于下层,即与岩石圈的交界处。鸟类能高飞数千米,花粉、昆虫以及一些小动物可被气流带至高空,甚至在22000米的平流层中还发现有细菌和真菌。限制生物向高空分布的主要因素有缺氧、缺水、低温和低气压。
百度百科-生物圈
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